JP2015186380A - Power supply device and lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電源装置および照明装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power supply device and a lighting device.
従来、例えば照明装置の光源等の負荷に電源を供給する電源装置では、電圧変換回路で電圧を変換した後に、定電流回路で電流を一定とするように制御して光源に電源を供給している。 Conventionally, for example, in a power supply device that supplies power to a load such as a light source of a lighting device, the voltage is converted by a voltage conversion circuit, and then the current is controlled by a constant current circuit to supply power to the light source. Yes.
しかしながら、上述した従来技術では、外部電源、例えば交流電源の電源電圧が変動することにより、電圧変換回路からの出力電圧に過渡的な電圧変動があった場合、定電流回路からの出力電流も過渡的に大きくなる場合があった。このため、光源等の負荷へ供給する電源が不安定となることがあった。 However, in the above-described prior art, when the power supply voltage of the external power supply, for example, the AC power supply fluctuates, and there is a transient voltage fluctuation in the output voltage from the voltage conversion circuit, the output current from the constant current circuit is also transient. There was a case where it became large. For this reason, the power supply supplied to loads, such as a light source, may become unstable.
本発明が解決しようとする課題は、発光素子への安定した電源を供給することを可能とする電源装置および照明装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a power supply device and a lighting device that can supply a stable power source to a light emitting element.
一実施形態の電源装置は、電源電圧を変換する電圧変換部と、前記電圧変換部から出力された電流をスイッチング素子のオンオフにより定電流とする定電流部と、前記電圧変換部から出力された電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出された電圧が予め設定された第1の閾値を下回る場合に、前記定電流の上限閾値を小さくする制御部とを具備する。 The power supply device of one embodiment includes a voltage conversion unit that converts a power supply voltage, a constant current unit that makes a current output from the voltage conversion unit constant by turning on and off a switching element, and an output from the voltage conversion unit. A voltage detection unit configured to detect a voltage; and a control unit configured to reduce the upper limit threshold value of the constant current when the voltage detected by the voltage detection unit is lower than a preset first threshold value.
以下、図面を参照して、実施形態にかかる電源装置および照明装置を説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明する電源装置および照明装置は、一例を示すに過ぎず、実施形態を限定するものではない。また、以下の各実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組みあわせてもよい。 Hereinafter, a power supply device and an illumination device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the embodiment, configurations having the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the power supply device and illuminating device which are demonstrated by the following embodiment only show an example, and do not limit embodiment. In addition, the following embodiments may be appropriately combined within a consistent range.
以下で説明する実施形態にかかる電源装置10は、電圧を変換する電圧変換回路11と、電圧変換回路11から出力された電流を定電流とする定電流回路12と、電圧変換回路11から出力された電圧を検出する電圧検出回路108と、検出された電圧が予め設定された第1の閾値(閾値TH1)を下回る場合に、定電流の上限とするピーク電流の値を小さな値へ絞り込む制御を行う制御回路120とを具備する。
The
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、検出された電圧が第1の閾値を下回ってピーク電流の値を絞り込んだ後に、検出された電圧が第1の閾値以上となった場合、所定の時間遅延させてからピーク電流の値を増加させる。
In the
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、ピーク電流の値を絞り込んだ後に増加させる場合、ピーク電流の値を逓増させる。
Moreover, in the
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、検出された電圧が第1の閾値よりも低く設定された第2の閾値(閾値TH2)を下回る場合に、定電流回路12を停止させる。
Further, in the
また、以下で説明する実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、定電流回路12を停止させた後に、定電流回路12を再始動させる。
In the
また、以下で説明する実施形態にかかる照明装置1は、電源装置10と、電源装置10の負荷としての光源21とを具備する。
Moreover, the illuminating device 1 concerning embodiment described below comprises the
図1は、実施形態にかかる電源装置10の回路構成を例示する回路図である。図1に示すように、照明装置1は、電源装置10と、光源21(発光素子)とを有する。なお、照明装置1は、シーリングライトの他、ベースライト、ダウンライト、防犯灯および道路灯などであってもよく、図示例に限定しない。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of a
光源21は、一例としてLED(Light Emitting Diode)素子などであってよい。電源装置10は、負荷としての光源21に電力を供給し、例えば光源21を点灯させる。なお、光源21としての発光素子は、LED等の半導体発光素子であってもよいし、有機ELであってもよい。
For example, the
図1に示すように、電源装置10は、電圧変換回路11と、電圧検出回路108と、定電流回路12と、制御回路120とを有し、定電流回路12からの電力を光源21に供給する回路構成である。
As shown in FIG. 1, the
電圧変換回路11の入力側には、交流電源101と、全波整流回路102と、コンデンサ103とを有する。交流電源101は、不図示の商用電源などである。この交流電源101には、全波整流回路102の入力端子が接続されている。全波整流回路102は、交流電源101からの交流電力を全波整流した出力を発生する。全波整流回路102の正負極の出力端子間には、コンデンサ103が接続され、全波整流回路102とともに直流電源を構成している。
On the input side of the
電圧変換回路11は、上述した直流電源の電圧を所定の電圧に変換するための昇圧チョッパ回路で構成されている。具体的には、電圧変換回路11は、チョッパチョーク104、スイッチング素子105、ダイオード106および平滑コンデンサ107を有する。電圧変換回路11において、直流電源の出力端にはチョッパチョーク104と、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)などのスイッチング素子105との直列回路が接続されている。また、スイッチング素子105と並列にダイオード106及び電解コンデンサなどの平滑コンデンサ107の直列回路が接続されている。
The
電圧変換回路11と定電流回路12との間には、平滑コンデンサ107により平滑されて、電圧変換回路11より出力された電圧を検出する電圧検出回路108が接続されている。電圧検出回路108が検出した電圧は制御回路120に出力される。
Connected between the
定電流回路12は、電圧変換回路11から出力された電流を定電流とする回路である。具体的には、定電流回路12は、スイッチング素子109、ダイオード110、インダクタ111、抵抗112および平滑コンデンサ113を有する。電圧変換回路11の出力端には、並列に接続されたMOSFETなどのスイッチング素子109と、ダイオード110との直列回路が接続されている。さらに、スイッチング素子109とダイオード110との間からは、インダクタ111を介して光源21が接続されており、この光源21とは並列に平滑コンデンサ113が接続されている。抵抗112は、光源21を流れる電流検出を行うためのものである。この抵抗112と、平滑コンデンサ113との接続点が制御回路120に接続されており、制御回路120は、この接続点からの出力をもとに、光源21の電流(光源21の電流に比例した電流)を検出する。
The constant
制御回路120は、電圧変換回路11及び定電流回路12のスイッチング素子105、109におけるオンオフを制御する回路である。具体的には、制御回路120は、スイッチング素子105、109のゲートに接続され、スイッチング素子105、109のスイッチング動作をPWM(Pulse Width Modulation)で制御する。
The
ここで、電源装置10の動作を説明する。まず、交流電源101が投入されると、全波整流回路102で整流されるとともに、コンデンサ103で平滑された電圧が電圧変換回路11に入力される。
Here, the operation of the
電圧変換回路11では、制御回路120によりスイッチング素子105が予め設定されたスイッチング周波数でオンオフする。これにより、平滑された電圧が所定の電圧に昇圧される。さらに、昇圧された電圧は、平滑コンデンサ107で平滑され、定電流回路12に供給される。
In the
定電流回路12では、制御回路120によりスイッチング素子109が予め設定されたスイッチング周波数でオンオフする。これにより、定電流回路12は、電圧変換回路11から出力された電流を定電流とする。この定電流が光源21に供給されて、光源21が点灯する。
In the constant
光源21の点灯中、制御回路120は、電圧検出回路108により検出された電圧変換回路11からの電圧値と、光源21の電流値とをもとに、光源21へ供給する電流が所定の最大値(ピーク電流)以下の定電流となるように、スイッチング素子109のスイッチング動作をフィードバック制御(定電流制御)する。具体的には、制御回路120は、光源21の電流値がピーク電流以下の目標値となるように、スイッチング素子109のパルス幅を調整する。
During the lighting of the
また、制御回路120は、電圧検出回路108により検出された電圧変換回路11からの電圧値をもとに、ピーク電流の値を調整する。具体的には、制御回路120は、電圧検出回路108により検出された電圧値が予め設定された閾値(第1の閾値)を下回る場合に、ピーク電流の値をより小さな値へ絞り込む。例えば、制御回路120は、1Aをピーク電流の値としていたところ、電圧検出回路108により検出された電圧値が第1の閾値を下回ったところで、0.5Aをピーク電流の値とする。
The
このように、電圧値が低く変動したところで、定電流制御における上限値であるピーク電流の値を絞り込むことで、その後に電圧が急に戻るような過渡的な電圧変動が生じることあっても、電流への影響を抑止できる。 In this way, when the voltage value fluctuates low, by narrowing down the peak current value, which is the upper limit value in constant current control, even if a transient voltage fluctuation occurs such that the voltage suddenly returns thereafter, The influence on the current can be suppressed.
図2は、変換後の電圧と、定電流制御におけるピーク電流との関係を説明する説明図である。図2において、上段のグラフは、電圧変換回路11による変換後の電圧の波形W1、W2を示している。また、中段、下段のグラフは、上段と波形W1と対応した制御回路120におけるピーク電流の値を示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the converted voltage and the peak current in the constant current control. In FIG. 2, the upper graph shows voltage waveforms W <b> 1 and W <b> 2 after voltage conversion by the
図2に示すように、電圧変換回路11による変換後の電圧が波形W1である場合、制御回路120は、閾値TH1を下回る時刻t1でピーク電流の値をより小さな値へと絞り込む。これにより、比較的短い時間T1経過した時刻t2において、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1に戻ったとしても、ピーク電流の値が絞り込まれていることから、定電流制御への影響を抑止できる。
As shown in FIG. 2, when the voltage converted by the
また、制御回路120は、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1を下回ることでピーク電流の値を絞り込んだ後に、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1以上となった場合、所定の時間遅延させてからピーク電流の値を増加させて、絞り込み前の値に戻す。具体的には、制御回路120は、スイッチング周波数の波数をカウントするなどして時間を計測することで、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1以上となった時刻t2から時間T2過ぎた時刻t4でピーク電流を元の値に戻す。このように、ピーク電流の値を元に戻すタイミングを遅らせることで、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1近傍にあって過渡的に変化している間は、ピーク電流の値は絞り込まれたままとなる。よって、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
Further, the
また、制御回路120は、時刻t4でピーク電流を増加させて、絞り込み前の値に戻す際に、ピーク電流の値を緩やかに増加(逓増)させてもよい。具体的には、制御回路120は、所定の時間幅でピーク電流の値を元の値に戻す。この時、制御回路120は、所定の段数で段階的にピーク電流の値を増加させてもよい。また、ピーク電流の値を逓増させるタイミングは、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1以上となった時刻t2であってもよい。このように、ピーク電流の値を逓増させる場合も、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
The
また、制御回路120は、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1よりも低い閾値TH2を下回る場合には、スイッチング素子109をオフとして定電流回路12を停止させてもよい。具体的には、電圧変換回路11による変換後の電圧が波形W2である場合、制御回路120は、閾値TH2を下回る時刻t3で定電流回路12を停止させる。このように、電圧変換回路11による変換後の電圧が大きく沈み込む場合は定電流回路12を停止させることで、その後に電圧が急激に戻るようなことがあっても、光源21へ大電流が流れることを抑止できる。
The
また、制御回路120は、定電流回路12を停止させた後に、スイッチング素子109のスイッチング動作を開始させて定電流回路12を再始動させてもよい。具体的には、制御回路120は、電圧変換回路11による変換後の電圧が閾値TH1まで回復するなどの、所定の条件を満たした場合に、定電流回路12を再始動させる。このように、電圧変換回路11による変換後の電圧が大きく沈み込む場合は、定電流回路12を停止させた後に再始動させて、定電流制御を継続させてもよい。
The
以上のように、実施形態にかかる電源装置10は、電圧を変換する電圧変換回路11と、電圧変換回路11から出力された電流を定電流とする定電流回路12と、電圧変換回路11から出力された電圧を検出する電圧検出回路108と、検出された電圧が予め設定された第1の閾値(閾値TH1)を下回る場合に、定電流の上限とするピーク電流の値を小さな値へ絞り込む制御を行う制御回路120とを具備する。このため、実施形態にかかる電源装置10によれば、過渡的な電圧変動が生じる場合であっても、定電流制御への影響を抑止でき、負荷(光源21)に対して安定した電源を供給することができる。
As described above, the
また、実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、検出された電圧が第1の閾値を下回ってピーク電流の値を絞り込んだ後に、検出された電圧が第1の閾値以上となった場合、所定の時間遅延させてからピーク電流の値を増加させる。このため、実施形態にかかる電源装置10によれば、過渡的な電圧変動が生じる場合であっても、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
In the
また、実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、ピーク電流の値を絞り込んだ後に増加させる場合、ピーク電流の値を逓増させる。このため、実施形態にかかる電源装置10によれば、過渡的な電圧変動が生じる場合であっても、定電流制御への影響をより確実に抑止できる。
In the
また、実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、検出された電圧が第1の閾値よりも低く設定された第2の閾値(閾値TH2)を下回る場合に、定電流回路12を停止させる。このため、実施形態にかかる電源装置10によれば、電圧が大きく沈み込む場合は定電流回路12を停止させることで、その後に電圧が急激に戻るようなことがあっても、光源21に対して大電流が流れることを抑止できる。
In the
また、実施形態にかかる電源装置10において、制御回路120は、定電流回路12を停止させた後に、定電流回路12を再始動させる。このため、実施形態にかかる電源装置10によれば、電圧が大きく沈み込む場合であっても、定電流回路12を停止させた後に再始動させて、定電流制御を継続できる。
In the
また、実施形態にかかる照明装置1は、電源装置10と、電源装置10の負荷としての光源21とを具備する。このため、実施形態にかかる照明装置1では、安定した電源を光源21に対して供給できる。
In addition, the illumination device 1 according to the embodiment includes a
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…照明装置、10…電源装置、11…電圧変換回路、12…定電流回路、21…光源(発光素子)、101…交流電源、102…全波整流回路、103…コンデンサ、104…チョッパチョーク、105…スイッチング素子、106…ダイオード、107…平滑コンデンサ、108…電圧検出回路、109…スイッチング素子、110…ダイオード、111…インダクタ、112…抵抗、113…平滑コンデンサ、120…制御回路、t1〜t4…時刻、T1、T2…時間、TH1、TH2…閾値、W1、W2…波形 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illuminating device, 10 ... Power supply device, 11 ... Voltage conversion circuit, 12 ... Constant current circuit, 21 ... Light source (light emitting element), 101 ... AC power supply, 102 ... Full wave rectifier circuit, 103 ... Capacitor, 104 ... Chopper choke , 105 ... switching element, 106 ... diode, 107 ... smoothing capacitor, 108 ... voltage detection circuit, 109 ... switching element, 110 ... diode, 111 ... inductor, 112 ... resistance, 113 ... smoothing capacitor, 120 ... control circuit, t1- t4 ... time, T1, T2 ... time, TH1, TH2 ... threshold, W1, W2 ... waveform
Claims (6)
前記電圧変換部から出力された電流をスイッチング素子のオンオフにより定電流とする定電流部と;
前記電圧変換部から出力された電圧を検出する電圧検出部と;
前記電圧検出部により検出された電圧が予め設定された第1の閾値を下回る場合に、前記定電流の上限閾値を小さくする制御部と;
を具備する電源装置。 A voltage converter for converting the power supply voltage;
A constant current unit that sets the current output from the voltage conversion unit to a constant current by turning on and off the switching element;
A voltage detector for detecting a voltage output from the voltage converter;
A control unit that reduces the upper limit threshold of the constant current when the voltage detected by the voltage detection unit is lower than a preset first threshold;
A power supply apparatus comprising:
請求項1に記載の電源装置。 The controller detects the voltage detected by the voltage detector above the first threshold after the voltage detected by the voltage detector is less than the first threshold and reduces the upper limit threshold of the constant current. 2. The power supply device according to claim 1, wherein, when it becomes, the upper limit threshold of the constant current is increased after a predetermined time delay.
請求項1又は2に記載の電源装置。 3. The control unit according to claim 1, wherein when the upper limit threshold of the constant current is increased again after reducing the upper limit threshold of the constant current, the control unit increases the upper limit threshold of the constant current. Power supply.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電源装置。 The control unit stops the constant current unit when a voltage detected by the voltage detection unit falls below a second threshold set lower than the first threshold. The power supply apparatus as described in any one of thru | or 3.
請求項4に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 4, wherein the control unit restarts the constant current unit after stopping the constant current unit.
発光素子と;
を具備する照明装置。 A power supply device according to any one of claims 1 to 5;
A light emitting element;
A lighting device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014062228A JP2015186380A (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Power supply device and lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014062228A JP2015186380A (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Power supply device and lighting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015186380A true JP2015186380A (en) | 2015-10-22 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2014062228A Pending JP2015186380A (en) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | Power supply device and lighting device |
Country Status (1)
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2014
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Legal Events
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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